Una ricerca per sfruttare l’energia eolica per la produzione di energia offshore in Giappone
La produzione di energia eolica offshore, che prevede la costruzione di gigantesche turbine eoliche nell’oceano, potrebbe svolgere un ruolo chiave nell’aiutare il Giappone a raggiungere la neutralità delle emissioni di carbonio.
Ma nonostante il suo fascino su una nazione-arcipelago, rendere questa tecnologia redditizia per le aziende energetiche dipende in larga misura da un fattore essenziale: la conoscenza del vento stesso.
“L’unica fonte di reddito è il vento”, afferma Teruo Ohsawa, professore alla Graduate School of Marine Sciences dell’Università di Kobe che lavora sulla previsione della complessità dei venti oceanici. “Se non soffia il vento non possiamo fare nulla. »
Ohsawa produce mappe estremamente precise che mostrano la velocità del vento e altre informazioni che rende disponibili su Internet per trovare siti adatti per l'installazione di turbine eoliche.
Lo standard di efficienza economica è una velocità media annua del vento di almeno 7 metri al secondo. Se la velocità del vento diminuisce del 10%, la quantità di energia da cui viene prodotta elettricità diminuisce di quasi il 30%.
Data la difficoltà di effettuare misurazioni reali a tale distanza in mare, le simulazioni sono cruciali.
Ohsawa ha studiato piogge torrenziali e tifoni durante i suoi studi ed è entrato a far parte della facoltà dell'Università di Gifu nel 2000. Il suo supervisore in laboratorio lo ha introdotto alla generazione di energia eolica.
Mentre studiava in Europa, visitò la costa nel suo giorno libero e rimase colpito dalla vista delle turbine eoliche nelle vicinanze. Era convinto del potenziale della produzione di energia eolica in Giappone.
Sebbene all’epoca l’interesse per queste energie in Giappone fosse limitato, l’incidente avvenuto nella centrale nucleare di Fukushima Daiichi nel 2011, causato da un violento terremoto e uno tsunami, ha aumentato l’appetito del paese per le fonti energetiche rinnovabili.
Nel 2015, il Ministero dell’Economia, del Commercio e dell’Industria ha lanciato un progetto nazionale per prevedere e mappare i venti oceanici, oltre a fornire informazioni sulla profondità dell’acqua e sui diritti dell’industria della pesca, con Ohsawa che gioca un ruolo chiave nella determinazione dei modelli predittivi.
Le informazioni sui venti a poche decine di metri sul livello del mare, dove si trovano le pale delle turbine eoliche, sono essenziali per la mappatura. Sebbene esistano modelli di stima per i paesi esteri, non sono direttamente trasferibili al Giappone. Infatti, la complessità dei venti nelle zone vicine alla terra si intensifica a causa della presenza delle montagne.
Sulla base di ciò che ha imparato in Europa, Ohsawa ha cercato modi per ridurre al minimo il margine di errore tra i valori calcolati e quelli effettivi attraverso tentativi ed errori per ottimizzare i dati critici per le sue simulazioni.
Infine, i dati di temperatura, pressione, umidità e vento dell’Agenzia meteorologica giapponese sono stati combinati con i dati sulla temperatura della superficie del mare sviluppati dall’Università di Kobe e calcolati con l’aiuto di un supercomputer per un periodo di sei mesi.
Una mappa delle condizioni eoliche offshore chiamata “NeoWins” è stata prodotta nel 2017 e resa disponibile su Internet. La mappa mostra l'oceano intorno al Giappone in diversi colori come giallo, rosso e pesca per indicare i livelli di velocità del vento.
Le previsioni sono state effettuate su zone costiere con una lunghezza e una larghezza di 500 metri. È stata ottenuta un'elevata precisione con un errore di solo il 5% nella velocità media annuale del vento rispetto alle misurazioni effettive.
Negli ultimi anni le turbine eoliche sono diventate più grandi e possono raggiungere altezze fino a 250 metri. È quindi discutibile se queste enormi strutture siano un investimento saggio o se possano addirittura essere riparate, ha detto Ohsawa.
Tuttavia, il rapido riscaldamento globale causerà inondazioni, siccità e carenza di cibo, avverte Ohsawa, e “se non sviluppiamo energie rinnovabili, la Terra potrebbe perire”.
Con il sostegno del governo, lo sviluppo dell’energia eolica offshore sta progredendo.
"Vogliamo che i dati sul vento siano accessibili a tutti", ha detto Ohsawa. Anche se le turbine eoliche sono sempre più presenti in Giappone, i problemi legati alla riduzione della loro incertezza e allo sviluppo di tecnologie di osservazione remota continuano a moltiplicarsi.
"Continuerò a pensare a cosa posso fare partendo dal mio punto di partenza in meteorologia", ha detto.
